Référentiel professionnel BTS electrotechnique

CONTENUS D'ENSEIGNEMENT, PARTIE
PROFESSIONNELLE
1) Electricité générale.
2) Distribution, appareillage et Protections.
3) Electronique de puissance ; convertisseurs.
4) Récepteurs et générateurs.
5) Automatique et informatique industrielle.
6) Physique générale.
7) Gestion de production, qualité, fiabilité et maintenance.
8) Systèmes mécaniques d'application de l'énergie électrique.
1. Electricité générale sommaire
1-1. - Electrocinétique en régime variable
1-11. - Loi d'Ohm généralisée en régime variable, puissance instantanée.
1-12. - Régimes transitoires, systèmes du premier et du second ordre.
1-13. - Dipôles et quadripôles passifs linéaires en régime sinusoïdal, impédances d'entrée et de
sortie, diagrammes d'amplitude et de phase.
1-14. - Tensions et courants triphasés, montages étoile ou triangle en régime déséquilibré.
1-15. - Valeurs moyenne, efficace, développement en série de Fourier d'un signal périodique,
application à l'électronique de puissance.
1-16. - Puissances en régime périodique. Puissances active, réactive, déformante, apparente,
facteur de puissance.
1-2. - Electromagnétisme
1-21, - Loi de Laplace, théorème d'Ampère, forces magnétomotrices, applications.
1-22. - Induction électromagnétique, loi de Lenz, fem., inductance, induction mutuelle,
autoinduction.
1-23. - Ferromagnétisme.
Aimantation, circuits magnétiques, réluctance, méthode des caractéristiques partielles, électro-
aimant, circuit magnétique en présence d'aimants.
1-24. - Bobine à noyau de fer alimentée en régime périodique.
1-25, . Champs tournants fondamental et harmoniques, définition, création, fem- induite.
1-3. - Electronique de base étude des fonctions
1-31. - Amplification .
 amplificateur, sommateur, intégrateur, filtres actifs, conversion tension fréquence ;
 éléments utilisés : amplificateur opérationnel, amplificateur opérationnel de
transconductance, amplificateur de courant par un transistor ou deux transistors
complémentaires.
1-32. - Comparaison et génération de signaux .
 comparateur, comparateur à hystérésis, astable, monostable, temporisateur ;
Tableau stratégie
Tableau stratégie
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 éléments utilisés ; circuits intégrés linéaires et circuits intégrés spécialisés réalisant la
fonction.
1-33. - Commutation:
 interrupteurs électroniques non commandés et commandés à l'ouverture et à la fermeture,
unidirectionnels et bidirectionnels en courant, commutation naturelle et forcée :
 éléments utilisés ; diodes, thyristors, transistors bipolaires et à effet de champ ;
 choix de la commande de l'interrupteur et de son dissipateur thermique.
1-34. - logique :
 fonctions élémentaires, comparateur, mémoires, multiplexeur, décodeur, transcodeur,
compteur, opérateurs arithmétiques ;
 logique combinatoire et séquentielle, analyse et synthèse d'une fonction complexe ;
 éléments utilisés ; principales fonctions intégrées des différentes familles logiques usuelles,
réseaux logiques programmables.
1.35. - Isolation galvanique:
 magnétique, électromagnétique et optique :
 éléments utilisés. sonde à effet Hall, transformateur, dispositifs optoélectroniques.
1-36. - Conversion analogique numérique et numérique analogique.
2. Distribution, appareillage et protections sommaire
2-1, - Distribution
 systèmes et réseaux (MT et BT),
 lignes et câbles,
postes et transformation d'abonnés.
2-2. - Appareillage et protections
2-21. - Sectionnement:
 circuit principal, circuits auxiliaires ;
 pouvoir d’ouverture et de coupure ;
 problème de condamnation de manœuvres ;
 association avec fusibles.
2.22. - Etablissement et interruption du courant.
Arc électrique: effet thermodynamique, soufflage électromagnétique, pneumatique, par
fragmentation, coupure dans l'huile, l'air comprimé, le vide, le SF6, coupure statique.
2-23. - Régulation d'énergie.
Optimisation de la fourniture d'énergie.
2-24. . Protection
 disjoncteur, usage industriel et domestique ;
 coupe circuit à fusibles, usage industriel et domestique ;
 relais de protection ;
 coordination et sélectivité.
2-25. - Matériaux associés à la technique de l'appareillage.
2-26. - Protection des personnes.
Protection différentielle, régimes de neutre.
3. Electronique de Puissance : convertisseur sommaire
Tableau stratégie
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3-1. - Conversion alternatif - continu
3-11. - Redresseurs non commandés :
 montages monophasés et polyphasés à commutation simple, double et série, groupement de
redresseurs ;
 débit sur circuit inductif, dimensionnement de l'ensemble transformateur associé au pont,
filtrage par inductance, méthode harmonique, commutation des diodes, empiétement, chutes
de tension en charge, perturbations induites dans le réseau ;
 filtrage par condensateur: étude qualitative des courants et tensions, dimensionnement des
éléments, application à l'alimentation stabilisée avec régulateur de tension.
3-12. - Redresseurs commandés.
3-121. - Montages mixtes.
3-122. - Montages tout thyristors :
 fonctionnement en redresseur;
 réversibilité du montage, conditions nécessaires à ce type de fonctionnement.
3-123. - Groupement de redresseur à thyristors :
 groupement en série ;
 groupement en antiparallèle, avec et sans courant de circulation,
3-124. - Applications des montages redresseurs:
 comparaison des différents montages: harmoniques de tension et courant, dimensionnement
du transformateur, de la bobine de lissage, des redresseurs, chute de tension en charge,
puissance réactive en ligne :
 réversibilité des redresseurs: apPlication à la commande des machines à courant continu,
fonctionnement dans un, deux ou quatre quadrants.
3-2. - Conversion continu - continu
3-21. - Structures des hacheurs ;
 hacheurs série, parallèle, à accumulation, réversibles deux et quatre quadrants en demi pont
et en pont.
3-22. - Utilisation des hacheurs:
 application à la traction électrique, freinage en récupération ;
 variation de vitesse des moteurs à courant continu, structure d'un variateur de vitesse
redresseur non commandé - hacheur, comparaison avec les montages redresseurs
commandés ;
 constitution d'une alimentation à découpage.
3.23. - Constitution des hacheurs :
 hacheurs à transistors : commande de base, commutation, transistors bipolaires, M-O-S-;
 hacheurs à thyristors, montages d'extinction ; exemples.
3.3. - Conversion continu - alternatif
3.31. - Structure des onduleurs ;
 onduleurs de tension en demi pont, en pont, triphasés ;
 différentes commandes : décalée, à modulation de largeur d'impulsions;
 commutateur de courant.
3-32. - Applications des onduleurs .
Tableau stratégie
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 variateurs de vitesse pour mateur asynchrone : structure des variateurs, fonctionnement à U/f
= constant, réversibilité de l'ensemble, dimensionnement des éléments, harmoniques de
tension, de courant et de couple;
 chauffage par induction ; onduleurs à circuit oscillant, exemple de montage à thyristors.
 onduleurs à thyristors à commutation forcée: exemples de montages, application au
démarrage des machines synchrones autopilotées, des machines asynchrones et des
onduleurs de sécurité.
3-4. - conversion alternatif - alternatif
3-41. . Gradateurs monophasé et triphasé ;
 utilisation sur charge résistive ou inductive, application à la variation de vitesse des moteurs
universels, démarrage des moteurs asynchrones, contacteur statique.
3-42. - Cycloconvertisseurs;
 structure, utilisation, réversibilité, fonctionnement à U/t = constant, harmoniques.
4. Récepteurs et générateurs sommaire
4-1. - Machines à courant continu
4-11. - Bilan énergétique.
Méthodes directes et indirectes de mesurage.
4-12. . Exploitation des caractéristiques des machines associées à leur commande
(convertisseurs continu - continu et alternatif - continu) et à leur charge,
Possibilité de fonctionnement dans un, deux ou quatre quadrants, fonctionnement à couple
constant, à puissance constante, à vitesse constante.
4.13. - Etude mécanique du régime transitoire de l'ensemble du dispositif.
Réponse à une variation de la commande ou à une modification de la charge. Mise en vitesse et
freinage de la machine à courant continu.
4-2. - Machine synchrone
4-21. - Alternateur:
 caractéristiques électriques, détermination par méthodes directes et indirectes ;
 alternateur couplé sur un réseau, transfert d'énergies active et réactive,
4-22. - Moteur synchrone.
Etude électrique et mécanique :
 à tension et fréquence constante ;
 à fréquence variable, fonctionnement à U/f = constant.
4-23. - Machine synchrone autopilotée.
Structure du dispositif, étude du fonctionnement et de la réversibilité.
4-24. . Moteurs pas à pas :
 moteurs à aimants permanents, à réluctance variable, hybrides ;
 caractéristiques statiques et dynamiques, performances ;
 commande. alimentation et utilisation des moteurs pas à pas.
4-3, - Machines asynchrones
Tableau stratégie
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4-31. - Constitution, principe de fonctionnement.
4-32. - Caractéristiques électromécaniques à fréquence constante, diagramme du cercle
simplifié, démarrage, réversibilité de vitesse par action sur le rotor.
4-33. - Caractéristique de l'ensemble onduleur - machine asynchrone. Fonctionnement à U/f =
constant, réversibilité, performances selon le type
de convertisseur utilisé.
4-4. - Transformateurs
4-41. - Transformateur monophasé .
 rendement, marche en parallèle.
4-42. - Transformateur triphasé :
 constitution et différents couPlages, indice horaire ;
 étude en régime déséquilibré, composantes symétriques.
4-43. - Fonctionnements particuliers;
 autotransformateur, transformateurs de mesure :
 transformateur en régime non sinusoïdal de courant ou de transformateur d'impulsions.
5. Automatique et informatique industrielle sommaire
5.1. - Conversion d'une grandeur physique en une information électrique
 Principes physiques des capteurs les plus utilisés.
 Principaux types de capteurs, exemples caractéristiques dans domaines analogique et
numérique.
 Interfaçage.
 Echantillonnage et numérisation d'un signal.
 Traitement numérique du signal.
5-2. - Algorithmique et programmation structurée
 Architecture d'un micro ordinateur, système d'exploitation,
 Programmation structurée et algorithmique dans un langage de haut niveau (analyse,
organigramme).
 Langage booléen, diagramme fonctionnel.
5-3. - Logique programmée
 Structure d'un microprocesseur.
 Fonctionnement d'un microprocesseur.
 Les entrées-sorties, principaux types, modes Programmé ou par interruption.
 Système de développement: programmes éditeur, assembleur et macro assembleur, code
relogeable, programme de mise au point, émulation.
 Applications ; description et réalisation de systèmes automatiques séquentiels et de systèmes
automatiques intégrant des contraintes temporelles.
5-4. - Systèmes programmables industriels
 Structure, entrées / sorties, langages de programmation ; booléen et diagramme fonctionnel.
 Systèmes personnalisés,
 Automate programmable industriel.
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